| Предисловие | 13 |
| |
| Глава 1. |
| Микросистемы | 22 |
| 1.1. Введение | 22 |
| 1.2. Краткий обзор микросистем | 24 |
| 1.3. Технология изготовления микросистем | 29 |
 1.3.1. Объёмная технология | 29 |
| 1.3.2. Поверхностная технология | 33 |
| 1.3.3. Соединение слоёв внутри микросистемы | 36 |
| 1.3.4. Технология LIGA | 38 |
| 1.3.5. Изготовление полимерных микросистем | 40 |
| 1.3.6. 3D технология изготовления микросистем | 43 |
| 1.4. Электромеханические преобразователи | 45 |
| 1.4.1. Пьезоэлектрические преобразователи | 48 |
| 1.4.2. Электрострикционные преобразователи | 51 |
| 1.4.3. Магнитострикционные преобразователи | 53 |
| 1.4.4. Электростатические преобразователи | 56 |
| 1.4.5. Электромагнитные преобразователи | 59 |
| 1.4.6. Электродинамические преобразователи | 62 |
| 1.4.7. Электротермические преобразователи | 66 |
| 1.4.8. Сравнение электромеханических преобразователей | 68 |
| 1.5. Чувствительные элементы для микросистем | 70 |
| 1.5.1. Пьсзорезистивные чувствительные элементы | 70 |
| 1.5.2. Ёмкостные чувствительные элементы | 71 |
| 1.5.3. Пьезоэлектрические чувствительные элементы | 72 |
| 1.5.4. Резонансные чувствительные элементы | 72 |
1.5.5. Чувствительные элементы на поверхностных акустических
волнах (ПАВ) | 73 |
| 1.6. Материалы для микросистем | 78 |
| 1.6.1. Металлы и металлические сплавы | 78 |
| 1.6.2. Полимеры | 79 |
| 1.6.3. Другие материалы | 81 |
| 1.7. Краткий обзор книги | 82 |
| Литература | 83 |
| |
| Глава 2. |
| Материалы и методы изготовления микросистем | 89 |
| 2.1. Металлы | 89 |
| 2.1.1. Термовакуумное напыление | 89 |
| 2.1.2. Ионное распыление | 90 |
| 2.2. Полупроводники | 92 |
| 2.2.1. Электрические и химические свойства | 92 |
| 2.2.2. Выращивание и осаждение | 97 |
| 2.3. Тонкие плёнки и методы их осаждения | 101 |
| 2.3.1. Формирование оксидных плёнок методом термоокисления | 102 |
| 2.3.2. Осаждение диоксида и нитрида кремния | 103 |
| 2.3.3. Осаждение поликристаллического кремния | 106 |
| 2.3.4. Ферроэлектрические тонкие плёнки | 106 |
| 2.4. Материалы для полимерных микросистем | 110 |
| 2.4.1. Классификация полимеров | 110 |
| 2.4.2. Фотополимеризация | 118 |
| 2.4.3. Фоторезистивный материал SU-8 | 127 |
2.5. Применение объёмных технологий обработки кремния
при изготовлении микросистем | 131 |
| 2.5.1. Изотропное и направленное жидкостное травление | 132 |
| 2.5.2. Сухое травление | 137 |
| 2.5.3. Внутренний процесс окисления | 138 |
| 2.5.4. Монтаж кремниевых компонентов методом сплавления | 138 |
| 2.5.5. Анодное соединение | 141 |
2.6. Применение поверхностных технологий обработки
кремния при изготовлении микросистем | 142 |
| 2.6.1. Технология защитного слоя | 142 |
2.6.2. Материалы, применяемые в технологии защитного
слоя | 143 |
2.6.3. Плазменное травление, как метод поверхностных
технологий | 145 |
2.6.4. Объединение технологии изготовления интегральных
схем (ИС) с методом анизотропного жидкостного травления | 146 |
2.7. Изготовление полимерных микросистем методом
микро-стереолитографии (МСЛ) | 147 |
| 2.7.1. Метод сканирования | 148 |
| 2.7.2. Двухфотонная микростереолитография | 149 |
2.7.3. Применение поверхностных технологий для построения
полимерных микросистем | 151 |
| 2.7.4. Проекционный метод | 151 |
2.7.5. Архитектура полимерных микросистем, использующих
кремний, металлы и керамику | 157 |
2.7.6. Объединение методов микростереолитографии и
толсто-плёночной литографии | 160 |
| 2.8. Заключение | 161 |
| Литература | 161 |
| |
| Глава 3. |
| Высокочастотные микропереключатели и микрореле | 165 |
| 3.1. Введение | 165 |
| 3.2. Параметры переключения | 168 |
| 3.3. Принципы переключения | 173 |
| 3.3.1. Механические переключатели | 174 |
| 3.3.2. Электронные ключи | 174 |
| 3.4. Высокочастотные и сверхвысокочастотные ключи | 174 |
| 3.4.1. Механические высокочастотные переключатели | 176 |
3.4.2. Высокочастотные переключатели на основе
PIN-диодов | 179 |
3.4.3. Полевые транзисторы с МОП структурой затвора
(MOSFET) и монолитные СВЧ интегральные схемы
(MMIC) | 183 |
| 3.4.4. Переключатели в ВЧ микросистемах | 186 |
3.4.5. Интеграция ВЧ ключей в устройства связи и
обеспечение изоляции линий | 189 |
| 3.5. Исполнительные механизмы микросистем | 190 |
| 3.5.1. Электростатические исполнительные механизмы | 191 |
3.5.2. Разработка переключателей с низким напряжением
срабатывания | 207 |
| 3.5.3. Переключатели с ртутным контактом | 214 |
| 3.5.4. Магнитные переключатели | 216 |
| 3.5.5. Электромагнитные переключатели | 217 |
| 3.5.6. Термические переключатели | 220 |
| 3.6. Бистабильные микрореле и микроприводы | 221 |
| 3.6.1. Микрореле с магнитным приводом | 222 |
| 3.6.2. Контактные усилия и материалы в микрореле | 226 |
| 3.7. Динамика работы переключателей | 227 |
| 3.7.1. Время переключения и время отклика | 228 |
| 3.7.2. Пороговое напряжение | 232 |
| 3.8. Расчёт, моделирование и сравнение микропереключателей | 234 |
3.8.1. Электромеханический анализ методом конечных
элементов | 236 |
| 3.8.2. Разработка ВЧ микропереключателей | 237 |
| 3.9. Важные моменты при проектировании микропереключателей | 250 |
| 3.10. Заключение | 250 |
| Литература | 255 |
| |
| Глава 4. |
| Конденсаторы и катушки индуктивности в микросистемах | 261 |
| 4.1. Введение | 261 |
4.2. Пассивные компоненты микросистем: достоинства и
недостатки | 262 |
| 4.3. Индукторы в микросистемах | 263 |
| 4.3.1. Собственная индуктивность и взаимная индуктивность | 265 |
| 4.3.2. Индуктивные элементы микросистем | 268 |
| 4.3.3. Влияние топологии | 276 |
4.3.4. Уменьшение паразитной ёмкости планарных
катушек индуктивности | 279 |
| 4.3.5. Способы улучшения добротности | 285 |
| 4.3.6. Поворачивающиеся индукторы | 296 |
4.3.7. Моделирование и расчёт планарных катушек
индуктивности | 298 |
| 4.3.8. Переменные катушки индуктивности | 302 |
| 4.3.9. Катушки индуктивности на основе полимеров | 302 |
| 4.4. Микроконденсаторы | 303 |
| 4.4.1. Микроконденсаторы с регулируемым зазором | 305 |
4.4.2. Микроконденсаторы с регулируемой площадью
пластин | 315 |
4.4.3. Микроконденсаторы с регулируемой диэлектрической
проницаемостью | 316 |
| 4.5. Заключение | 319 |
| Литература | 329 |
| |
| Глава 5. |
| Высокочастотные микрофильтры | 336 |
| 5.1. Введение | 336 |
| 5.2. Моделирование механических фильтров | 340 |
| 5.2.1. Моделирование резонаторов | 341 |
| 5.2.2. Компоненты линий связи | 349 |
| 5.2.3. Основные элементы механических фильтров | 357 |
| 5.3. Микрофильтры | 357 |
| 5.3.1. Электростатический гребенчатый привод | 358 |
| 5.3.2. Микрофильтры, использующие гребенчатые приводы | 361 |
5.3.3. Микрофильтры, использующие электростатически
связанные балочные резонаторы | 367 |
| 5.4. Фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) | 371 |
| 5.4.1. Принцип действия фильтров на ПАВ | 372 |
| 5.4.2. Распространение волн в пьезоэлектрических подложках | 374 |
| 5.4.3. Разработка встречно-штыревых преобразователей | 376 |
| 5.4.4. Однофазные однонаправленные преобразователи | 378 |
5.4.5. Устройства на ПАВ: возможности, ограничения и
применение | 379 |
| 5.5. Фильтры на объёмных акустических волнах | 381 |
5.6. Микрофильтры для частотного диапазона миллиметровых
волн | 382 |
| 5.7. Выводы | 387 |
| Литература | 389 |
| |
| Глава 6. |
| Микрофазовращатели | 392 |
| 6.1. Введение | 392 |
| 6.2. Разновидности фазовращателей и их ограничения | 393 |
| 6.2.1. Ферритовые фазовращатели | 394 |
| 6.2.2. Полупроводниковые фазовращатели | 395 |
| 6.2.3. Ферроэлектрические тонкоплёночные фазовращатели 397 |
| 6.2.4. Ограничения фазовращателей | 397 |
| 6.3. Микрофазовращатели | 397 |
6.3.1. Переключаемые фазовращатели на основе линий
задержки | 398 |
| 6.3.2. Распределённые микрофазовращатели | 398 |
| 6.3.3. Полимерные фазовращатели | 407 |
| 6.4. Ферроэлектрические фазовращатели | 410 |
6.4.1. Распределённые конденсаторы с параллельными
пластинами | 411 |
| 6.4.2. Двусторонние гребенчатые фазовращатели | 414 |
| 6.4.3. Ёмкостные гребенчатые фазовращатели | 418 |
| 6.5. Области применения фазовращателей | 419 |
| 6.6. Заключение | 419 |
| Литература | 420 |
| |
| Глава 7. |
| Линии передач в микросистемах и их компоненты | 424 |
| 7.1. Введение | 424 |
| 7.2. Линии передач в микросистемах | 425 |
| 7.2.1. Потери в линиях передач | 428 |
| 7.2.2. Копланарные линии передач | 430 |
7.2.3. Экранированные линии передач и линии передач,
опирающиеся на мембраны | 434 |
| 7.2.4. Компоненты экранирующих цепей | 441 |
| 7.2.5. Компоненты волноводов в микросистемах | 445 |
| 7.2.6. Направленные ответвители в микросистемах | 450 |
| 7.2.7. Смесители в микросистемах | 451 |
| 7.2.8. Пассивные компоненты: резонаторы и фильтры | 453 |
| 7.2.9. Антенны в микросистемах | 454 |
7.3. Разработка, изготовление и определение характеристик
компонентов ВЧ микросистем | 456 |
| 7.3.1. Разработка компонентов ВЧ микросистем | 457 |
| 7.3.2. Изготовление компонентов микросистем | 458 |
| 7.3.3. Определение характеристик компонентов микросистем | 459 |
| 7.4. Заключение | 460 |
| Литература | 461 |
| |
| Глава 8. |
| Микроантенны | 466 |
| 8.1. Введение | 466 |
| 8.2. Обзор микрополосковых антенн | 467 |
| 8.2.1. Основные характеристики микрополосковых антенн | 468 |
| 8.2.2. Расчёт параметров микрополосковых антенн | 471 |
| 8.3. Способы улучшения рабочих характеристик микроантенн | 476 |
| 8.4. Процесс изготовления микроантенн | 482 |
| 8.5. Микроантенны с переменной конфигурацией | 487 |
| 8.6. Выводы | 491 |
| Литература | 491 |
| |
| Глава 9. |
| Монтаж высокочастотных микросистем | 494 |
| 9.1. Введение | 494 |
| 9.2. Роль корпуса в микросистемах | 495 |
| 9.2.1. Механическая защита | 496 |
| 9.2.2. Электрические соединения | 497 |
| 9.2.3. Защита от вредных воздействий окружающей среды | 497 |
| 9.2.4. Тепловой режим | 498 |
| 9.3. Виды корпусов микросистем | 498 |
| 9.3.1. Металлические корпуса | 498 |
| 9.3.2. Керамические корпуса | 499 |
| 9.3.3. Пластиковые корпуса | 500 |
| 9.3.4. Многослойный монтаж микросистем | 500 |
| 9.3.5. Монтаж микросистем на гибких печатных платах | 501 |
| 9.3.6. Монтаж на подложке | 502 |
| 9.3.7. Экранирование и самоупаковка микросистем | 504 |
| 9.4. Монтаж методом перевёрнутых кристаллов | 505 |
| 9.5. Многокристальные микросистемы | 507 |
| 9.5.1. Соединение подложек | 510 |
| 9.6. Монтаж ВЧ микросистем: вопросы надёжности | 514 |
| 9.6.1. Материалы корпусов | 514 |
9.6.2. Интеграция микросистем с микроэлектронными
схемами | 514 |
| 9.6.3. Разводка микросистем | 517 |
| 9.6.4. Надёжность и основные неисправности механизмов | 517 |
| 9.7. Тепловой режим | 518 |
| 9.8. Заключение | 518 |
| Литература | 520 |
| |
| Предметный указатель | 524 |
